Interakcije između masnog tkiva i simpatičkih neurona doprinose srčanim aritmijama

Nedavna studija objavljena u časopisu Cell Reports Medicine pronašla je vezu između učestalosti apneje tijekom REM faze sna i stupnja oštećenja verbalnog pamćenja kod starijih osoba s rizikom od razvoja Alzheimerove bolesti. Verbalno pamćenje odnosi se na kognitivnu sposobnost zadržavanja i prisjećanja informacija predstavljenih usmeno ili pismeno, a posebno je osjetljivo na Alzheimerovu bolest.

Studija koju je provela skupina znanstvenika iz Kine ispitala je neovisne veze između epikardijalnog masnog tkiva i simpatičkog živčanog sustava sa srčanom aritmijom korištenjem in vitro ko-kulture adipocita, kardiomiocita i simpatičkih neurona. Otkrili su da os masno tkivo-živčani sustav igra važnu ulogu u aritmogenezi.

Abnormalnosti u stvaranju i provođenju električnih impulsa zbog električnih ili strukturnih abnormalnosti u srcu mogu dovesti do srčanih aritmija. Ove abnormalnosti mogu biti genetske ili povezane sa stečenim srčanim bolestima. Istraživanja su pokazala da simpatički neuroni igraju značajnu ulogu u patogenezi srčane aritmije. Aktivacija abnormalnih električnih krugova i poremećaji u ventrikularnoj repolarizaciji zbog neprimjerene stimulacije simpatičkog živčanog sustava povezani su s ventrikularnom fibrilacijom i tahikardijom, atrijskom fibrilacijom, pa čak i srčanom smrću.

Nedavne studije također su pokazale da je epikardijalno masno tkivo usko povezano s pojavom atrijske fibrilacije, ventrikularne fibrilacije i ventrikularne tahikardije. Osim toga, budući da se epikardijalno masno tkivo nalazi uz miokard bez tkiva koje odvaja njihov kontakt, upalni citokini i adipokini koje luči epikardijalno masno tkivo mogu promijeniti električnu i srčanu strukturu. Međutim, ostaje nejasno međusobno djeluju li epikardijalno masno tkivo i simpatički neuroni te kako njihova interakcija utječe na aritmogenezu.

O studiji U ovoj studiji, znanstvenici su prevladali ograničenja koja predstavljaju nedostatak prikladnih modela ljudskih bolesti i poteškoće u dobivanju i širenju dovoljnih količina srčanog, živčanog i masnog tkiva stvaranjem kardiomiocita, adipocita i simpatičkih neurona in vitro iz matičnih stanica te uspostavljanjem modela ko-kulture za proučavanje interakcija između epikardijalnog masnog tkiva i simpatičkih neurona te njihovih učinaka na kardiomiocite.

Uzorci plazme dobiveni su iz periferne vene i koronarnog sinusa od 53 sudionika, uključujući zdrave kontrolne skupine i pacijente s paroksizmalnom ili trajnom atrijskom fibrilacijom. Epikardijalno masno tkivo također je dobiveno od pacijenata s trajnom atrijskom fibrilacijom koji su podvrgnuti operaciji na otvorenom srcu.

Za uspostavljanje staničnih linija i kultura korištene su ljudske pluripotentne matične stanice i inducirane pluripotentne matične stanice izvedene iz adipogenih matičnih stanica, ljudskih embrionalnih matičnih stanica i embrionalnih fibroblasta. Za dobivanje simpatičkih neurona korištena je strategija sekvencijalne indukcije, gdje su živčane stanice izvedene iz ljudskih pluripotentnih matičnih stanica, a zatim uzgajane u mediju za diferencijaciju.

Adipogene matične stanice uzgajane su u mediju za diferencijaciju adipocita kako bi se provela diferencijacija adipocita i stvorilo epikardijalno masno tkivo. Za mjerenje ekspresije bijelog, smeđeg i bež markera masnog tkiva korištena je kvantitativna lančana reakcija polimeraze reverzne transkripcije (qRT-PCR). Za stvaranje kardiomiocita iz ljudskih pluripotentnih matičnih stanica korištena je tehnika dvodimenzionalne diferencijacije monosloja.

Rezultati Rezultati su pokazali da kardiomiociti kultivirani s epikardijalnim masnim tkivom i simpatičkim neuronima, ali ne ni s jednim od njih, pokazuju značajne električne abnormalnosti, aritmički fenotip i oštećenu signalizaciju kalcijevih iona (Ca2+).

Osim toga, studija je pokazala da leptin koji luči epikardijalno masno tkivo može aktivirati oslobađanje neuropeptida Y od strane simpatičkih neurona. Ovaj neuropeptid veže se na receptor Y1 na kardiomiocitima i uzrokuje abnormalnosti srčanog ritma utječući na aktivnost kalcij/kalmodulin-ovisne protein kinaze II (CaMKII) i izmjenjivača natrija (Na2+)/kalcija (Ca2+).

Zaključak Sveukupno, rezultati su pokazali da interakcije između epikardijalnog masnog tkiva i simpatičkih neurona dovode do aritmijskog fenotipa u kardiomiocitima. Studija je pokazala da je ovaj fenotip uzrokovan stimulacijom simpatičkih neurona leptinom koji luče adipociti, što dovodi do oslobađanja neuropeptida Y. Ovaj neuropeptid veže se na receptor Y1 i utječe na aktivnost CaMKII i izmjenjivača Na2+/Ca2+, uzrokujući abnormalne srčane ritmove.